1951年4月8日，以华北军区预科总队与29军86师257团、32 军95师 283团机关为基础在河北唐山组建空17师，下辖第49、51团。当时主要担负京、津、唐地区防空值班任务。归华北军区空军建制。

1952年3月25日，空17师由唐山机场抵达大东沟机场，开始参加抗美援朝作战。

1953年12月8日，空17师51团调归海军建制。

12月14日，中朝人民空军联合训练团调归空17师改番号为第51团(1952年12月28日，中朝人民空军联合训练团在东塔机场成立，该团由空联司和各师抽调人员组成，配属空2军领导。朝鲜停战后，该团调归空6师)

1954年5月，空17师调归海军。

1954年6月上旬分批到达浙江宁波、山东胶县机场，改编为海航第4师，所属第10、12团由空军第17师第49、51团依次改称。其中10团是海军航空兵序列中战绩最辉煌的部队。

1955年3月29日至7月15日、12月2日至1956年4月，海航第4师参加华东军区海军组织的两次护航地方船队、运输筹建福建前线机场和鹰厦铁路物资。自1955年5月4日起，与国民党空军进行了多次空战，击落其飞机5架，击伤3架。

1955年3月，航四师从宁波庄桥机场转场到刚建好的路桥机场

1958年1月，海航4师由浙江路桥调驻山东流亭机场，担负山东半岛防空作战任务。

1962年2月中旬，海航4师第10团装备了6架进口的米格-19型飞机，同年8月，又从沈阳112厂接收了2架国产歼-6型飞机。这是海航部队首批装备的超音速战斗机。

击落击伤国民党空军F-47战斗机、轰炸机的战友合影，左起：杜九安、周克林、刘良扬、任旭利

1965年1月27日，海航4师参谋长辛英元率歼-6型飞机作战小分队赴海南机动作战。小分队由第10团大队长张炳贤、副大队长舒积成、中队长王相一及领航员、机务人员共29人组成，配备歼-6型飞机两架，由流亭机场空转南下。2月20日到达海口机场。3月24日13时27分，13时56分，王相一在高度1.6万米、距美机3800米时跃升逼近，连续3次开炮，美机左翼冒烟，坠落于越南岘港东北32千米处。这是海军航空兵取得的击落美国无人驾驶高空侦察机的首次胜利。

击落国民党RB-57型高空侦察机的海航4师中队长胡春生（右）、飞行员舒积成（左）

1968年2月，海航4师率10、12团转至宁波机场

1969年3月，海航4师独立第5大队调驻宁波

1976年，航4师增编了第11团（后来又撤销）。

西管37793部队场站机关大楼

因为台海的关系，东海舰队下辖的海航是三个舰队中规模最大的（有两个航空兵师，包括1个轰炸机团，1个歼击机团，3个歼击轰炸机团），装备也是三个舰队中最好的。

海军航空兵装备的苏-30MK2

第10团率先装备苏30MK2，在海航部队中率先开展海面超低空飞行训练，并成立了海航第一个蓝军分队（第10团是海航的专用“人侵者”或“蓝军”部队，混装Su-30MK2和J-10AH/SH）

2008年前后，前海航第4独立团转隶海航4师，并将番号改成了第11团。

2010年，第12团成为海航第一个装备J-10AH/SH的部队（换掉了J-7EH）

海航装备的国产歼-10AH

2012年底，第4师还接收了一个无人机大队。

海航4师，部署在浙江沿海，负责东海舰队防区内制空，地处对台军事斗争的前沿，是海航战斗经验最丰富的部队。

第10团：苏-30MK2 台州路桥(安徽肥东) 81x4x

第11团：卡-28、卡一31 宁波庄桥(原独立第4团)

第12团：歼-10A 宁波庄桥 83x4x

军改后，10团（海空雄鹰团）和12团(海空猛龙团）合并为海航4旅，第11团调给海航作战局（司令部），成为舰载直升机团。

2023年初，随着海军航空兵在新一轮军改中舰载机化的进行，海航四旅连同大部分陆基海军航空兵旅一同转隶空军。